Essentiel pour les débutants en crypto : Qu'est-ce que la couche 0, la couche 1 et la couche 2 ?
[TL; DR]
1.Il existe six couches dans l’architecture logique de la blockchain: la couche de données, la couche réseau, la couche de consensus, la couche d’activation, la couche de contrat et la couche d’application.
Les couches de données et de réseau font partie de l’architecture de base de la blockchain et constituent également la couche la plus basse de l’ensemble du système blockchain.
Sur la base de l’architecture fondamentale, la couche de consensus, la couche d’activation, la couche de contrat et la couche d’application travaillent ensemble pour constituer la couche de protocole de la blockchain.
La couche 0, également connue sous le nom de couche de transfert de données, est la couche inférieure du modèle OSI et concerne principalement l’intégration entre la blockchain et les réseaux traditionnels.
5.Layer 1, ou mise à l’échelle on-chain, fait référence à une solution d’évolutivité mise en œuvre sur le protocole de base de la blockchain.
- Layer 2 est également connu sous le nom de mise à l’échelle off-chain dans lequel les protocoles sous-jacents et les règles de base de la blockchain ne seront pas modifiés, et la vitesse de traitement des transactions sera augmentée grâce aux canaux d’état, aux sidechains et à d’autres solutions.
Scalabilité et Layer 0/1/2 sont des termes souvent mentionnés dans les actualités sur les crypto-monnaies. Alors, qu’est-ce que Layer 0, Layer 1 et Layer 2 dans la blockchain? Et quelles sont leurs caractéristiques et utilisations respectives?
Commençons par les six couches de la technologie Blockchain
En janvier 2009, Satoshi Nakamoto a extrait le premier bloc de Bitcoin sur un serveur situé à Helsinki. Pour l’instant, Bitcoin a grandi pour devenir un système massif avec des dizaines de milliers de nœuds à travers le monde et une capitalisation boursière totale de plus de 1 billion de dollars. Il a parfaitement résolu le problème de la représentation de la valeur dans le monde numérique et a également fait progresser la technologie Blockchain. Si la structure du Bitcoin Le système est soigneusement analysé, il peut être divisé en cinq couches en fonction de sa fonction: la couche de données, la couche réseau, la couche de consensus, la couche d’activation et la couche d’application. Ensuite, Ethereum a rapidement attiré l’attention avec les smart contracts, et a mis en place un nouveau paradigme pour le système blockchain en ajoutant une couche de contrat entre la couche d’activation et la couche d’application. Jetons un coup d’œil de plus près.
Les couches de données et de réseau sont l’architecture de base de la blockchain et également les couches les plus basses de l’ensemble du système blockchain.
La couche de données agit comme la structure de données de la blockchain (par exemple, l’arbre de Merkle) et est composée de deux éléments : des pointeurs et une liste chaînée. Les pointeurs sont des variables qui font référence à la position d’une autre variable, et une liste chaînée est une liste de blocs enchaînés avec des données et des pointeurs vers le bloc précédent. De plus, la couche de données implique un algorithme de hachage et un chiffrement asymétrique utilisé pour assurer la nature infalsifiable de la blockchain. La couche peut également être considérée comme une base de données distribuée et infalsifiable qui doit être entretenue par tous les nœuds du système, ce qui conduit à la couche réseau de la blockchain.
La couche réseau fait référence à un énorme réseau P2P qui implique tous les nœuds de la blockchain. Dans ce réseau P2P distribué, une fois qu’un nœud a créé un nouveau bloc, il transmet les informations à plusieurs nœuds voisins via un mécanisme de transmission. Après que les autres nœuds ont authentifié le bloc, ils transmettront à nouveau les données aux autres nœuds. Finalement, le bloc est officiellement connecté à la blockchain une fois que la plupart des nœuds du système ont authentifié le bloc.
Basé sur l’architecture fondamentale, la couche de consensus, la couche d’activation, la couche de contrat et la couche d’application travaillent ensemble pour constituer la couche de protocole de la blockchain.
Dans la blockchain, la couche de consensus comprend principalement des mécanismes d’algorithme de consensus, utilisés pour unifier les nœuds non liés entre eux dans l’ensemble du réseau et maintenir la cohérence des données au niveau des données. Jusqu’à présent, les mécanismes de consensus courants sont la preuve de travail (PoW) de Bitcoin, la preuve d’enjeu (POS) d’Ethereum, et la preuve d’enjeu déléguée (DPoS) de EOS. En tant que l’une des technologies clés de la blockchain, le mécanisme de consensus joue un rôle important dans la sécurité et l’efficacité opérationnelle des réseaux. De plus, il s’agit d’un des mécanismes de gouvernance cruciaux de la communauté blockchain.
La couche d’activation comprend le mécanisme d’émission et les mécanismes de distribution de la blockchain. Grâce au mécanisme d’incitation, les nœuds du système maintiendront spontanément la sécurité de l’ensemble du réseau blockchain. Par exemple, dans le mécanisme de consensus PoW, les nouvelles émises Bitcoin Les jetons sont distribués aux mineurs qui incluent et valident les transactions. Et il semble être convenu que plus de travail signifie plus de récompense. Les nœuds avec plus de puissance de calcul ont plus de chances de créer des blocs avec succès et d’obtenir des droits de tenue de livres. Dans certains cas, les nœuds qui utilisent leur puissance à des fins malveillantes comme la triche seraient punis par le système. Bitcoin intègre de manière créative des incitations économiques dans son algorithme, ce qui fait que les mineurs rivalisent pour les droits de tenue de livres grâce à la puissance de calcul. Ce mécanisme maintient le système de transaction tout en émettant de nouveaux jetons, ce qui devient à son tour un incitatif à la distribution aux mineurs, créant ainsi un système stable et sécurisé. Dans le processus, Bitcoin‘s function as electronic cash is also fulfilled.
La couche de contrat comprend principalement divers s, algorithmes et contrats intelligents. C’est la base de la programmation sophistiquée de la blockchain. Dans la blockchain, c’est une véritable mise en œuvre de ce qu’on appelle le ‘code is law’, où l’algorithme de contrat, une fois activé, suivra inévitablement ses paramètres d’origine sans intervention ou facilitation d’un tiers. De plus, en raison de la complétude de Turing des contrats intelligents, la couche de contrat est également programmable, ce qui confère à l’ensemble du réseau blockchain une nature semblable à une machine virtuelle.
La couche d’application est la couche supérieure du système blockchain et contient les différents scénarios d’application de la blockchain. Pour le Bitcoin La blockchain, le système de monnaie électronique avec des fonctions complètes d’émission, de transfert et de tenue de livre, constitue la couche d’application, tandis que pour une blockchain programmable comme Ethereum, diverses fonctionnalités avancées et DApps travaillent ensemble pour constituer la couche d’application.
Layer 0, Layer 1 et Layer 2
Les six couches du système blockchain sont structurellement inséparables et réalisent conjointement les fonctions de la blockchain. En revenant à la scalabilité mentionnée au début de cet article, l’industrie fait généralement référence au Modèle de Référence de l’Interconnexion de Systèmes Ouverts (OSI) des communications et redécoupe les six couches en trois couches, de bas en haut : Couche 0, Couche 1 et Couche 2.
La couche 0, également connue sous le nom de couche de transfert de données, est la couche inférieure du modèle OSI et implique principalement l’intégration entre la blockchain et les réseaux traditionnels. Les solutions d’évolutivité de la couche 0 sont celles qui ne modifient pas la structure de la blockchain et conservent ses règles d’écosystème d’origine pour améliorer les performances. La solution de la couche 0 est très polyvalente car elle n’affecte pas la blockchain elle-même et est également compatible avec les solutions d’évolutivité des couches 1 et 2. Elles travaillent ensemble pour multiplier les performances du réseau blockchain. Il existe encore de nombreux problèmes qui affectent les performances des protocoles réseau sous-jacents à optimiser. Les technologies d’évolutivité de la couche 0 existantes comprennent BDN (blockchain distribution network), QUIC et UDP.
Polkadot est souvent appelé un blockchain de Layer 0 car son mainnet agit en tant que chaîne relais et ne sert qu’à fournir la sécurité et l’interopérabilité entre les principaux parachains. Et au-dessus de Polkadot, certains réseaux peuvent se connecter aux blockchains de Layer 1 comme Ethereum via des emplacements, tels que la chaîne Moonbeam prenant en charge le langage de programmation.
La couche 1 correspond à la couche de données, la couche de réseau, la couche de consensus et la couche d’activation dans l’architecture logique de la blockchain. La plupart des crypto-monnaies ont une chaîne publique indépendante et unique, à savoir la couche 1, sur laquelle toutes les transactions sont réglées. La couche 1, également connue sous le nom de Scaling On-Chain, fait référence à une solution de mise à l’échelle implémentée au-dessus du protocole de base de la blockchain. Elle nécessite généralement de modifier la capacité de bloc, le temps de génération de bloc, le mécanisme de consensus et d’autres propriétés inhérentes de la blockchain pour augmenter la capacité de transaction. En particulier, Bitcoin La mise à l’échelle améliore la capacité de chaque bloc afin de pouvoir accueillir plus de transactions, tandis que SegWit réduit l’espace moyen occupé par une seule transaction, permettant d’accueillir plus de transactions par bloc. La mise à niveau vers DPoS permet également d’obtenir de meilleures performances au détriment d’une certaine décentralisation et sécurité. Cependant, l’efficacité de la mise à l’échelle de la couche 1 est susceptible d’être influencée par des facteurs physiques et économiques.
Pour plus d’informations sur les principes et les limites de la mise à l’échelle de la couche 1, veuillez en lire plus Dogecoin : Pourquoi Vitalik Buterin y est-il opposé ? Est-ce que la mise à l’échelle augmentera sa popularité ?
La couche 2 correspond à la couche de contrat et à la couche d’application de la blockchain. Elle est également connue sous le nom de mise à l’échelle hors chaîne, dans laquelle les protocoles sous-jacents et les règles fondamentales de la blockchain ne seront pas modifiés, et la vitesse de traitement des transactions sera augmentée grâce aux canaux d’état, aux sidechains et à d’autres solutions. La couche 2 est une solution de performance qui évolue en dehors de la chaîne principale. Elle est complémentaire à la couche 1, c’est-à-dire que la couche 2 est une infrastructure construite sur la base de la blockchain sous-jacente pour offrir une meilleure évolutivité, disponibilité et confidentialité pour la blockchain. Par rapport à la couche 1, qui vise la sécurité et la décentralisation, la couche 2 vise l’efficacité et la performance ultimes. Les types courants de solutions de couche 2 sont les sidechains, Plasma, les canaux d’état, Rollup, etc.
Pour des informations sur les solutions Layer 2 courantes sur Ethereum, veuillez lire Ethereum Layer 2: Une Mise à Niveau de la Scalabilité
Conclusion
Depuis le développement rapide de Bitcoin et Ethereum, le problème de performances insuffisantes plane sur ces chaînes publiques bien connues. Comment résoudre le “triangle impossible” et atteindre une solution optimale entre la scalabilité, la décentralisation et la sécurité est considéré comme l’une des causes les plus importantes dans le domaine de la blockchain. C’est le “saint Graal” de la blockchain. Dans les articles suivants, nous vous présenterons les solutions de mise à l’échelle sur les principales blockchains et les dernières avancées technologiques en matière de mise à l’échelle, ainsi que vous aider à suivre les dernières tendances de l’industrie. Restez à l’écoute!
